Innovative Ladetechnik für die Verkehrswende: Neues Verbundprojekt an der Universität Bayreuth
Die wachsende Elektromobilität stellt neue Herausforderungen an die Infrastruktur: Stationen zum Aufladen der Batterien müssen in das vor Ort vorhandene stationäre Energienetz optimal integriert sein. Notwendig ist ein übergreifendes Ladekonzept für unterschiedliche Fahrzeugtypen. Für diese Herausforderungen praxistaugliche Lösungen zu entwickeln und somit die Verkehrswende zu beschleunigen, ist das Ziel des Verbundprojekts „eMobiGrid“, in dem die Universität Bayreuth, drei mittelständische Unternehmen und die Fraunhofer-Gesellschaft eng zusammenarbeiten. Das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) fördert das Vorhaben, für drei Jahre mit insgesamt rund drei Millionen Euro.
„Damit in Deutschland eine nachhaltige Verkehrswende gelingt, müssen sehr unterschiedliche Fahrzeugsysteme – angefangen von Personen- und Lastkraftwagen bis hin zu Traktoren und Baumaschinen – in eine übergreifende, die Elektromobilität fördernde Energieinfrastruktur eingebunden werden. Sowohl gewerbliche Unternehmen und private Fahrzeughalter als auch öffentliche Verkehrsbetriebe müssen diese Infrastruktur nutzen können. Hierfür bedarf es zukunftsweisender Konzepte, die sich ohne großen Aufwand umsetzen lassen. Es freut mich sehr, dass wir diese Herausforderungen jetzt in einem Verbund von Partnern angehen werden, die dafür hohe wissenschaftliche und handwerkliche Kompetenz sowie langjährige Erfahrungen mitbringen“, sagt Prof. Dr.-Ing. Gerhard Fischerauer, der an der Universität Bayreuth den Lehrstuhl für Mess- und Regeltechnik innehat. Er verweist zugleich auf das hohe finanzielle Engagement der Partner, die zusätzlich zur Förderung durch das BMDV insgesamt rund eine Million Euro in das Projekt einbringen.
Ein zentraler Aspekt von „eMobiGrid“ ist die alleinige Verwendung standardisierter und intelligenter Messsysteme, die dem bestehenden Energierecht entsprechen. Zugleich wollen die Projektpartner gemeinsam darauf hinarbeiten, den Nutzungsgrad erneuerbarer Energien zu steigern. Daher setzen sie auf lokale Gleichspannungsnetze. Diese ermöglichen eine verlustarme Kopplung von Batteriespeichern, Photovoltaikanlagen, Windrädern und Wasserstofftechnologien und entlasten dadurch diejenigen Stromnetze, die nur schwach ausgebaut sind. Zudem puffern sie – indem Batterien der Elektrofahrzeuge ihrerseits für das Laden anderer Geräte genutzt werden können – die Überproduktion erneuerbarer Energien ab. Die Gleichspannungsnetze sollen ihrerseits mit einem übergeordneten Wechselspannungsnetz gekoppelt werden.
Das von den Projektpartnern anvisierte Gesamtkonzept muss allerdings umfassend getestet werden, bevor es in der Praxis angewendet werden kann. Im Verlauf dieser Tests sollen unter anderem Verfahren wie „Hardware-in-the-Loop“ und „digitale Zwillinge“ zum Einsatz kommen. Der Lehrstuhl für Mess- und Regeltechnik, der Mitglied im Zentrum für Energietechnik (ZET) ist, kann dabei auf langjährige Erfahrungen in der früheren Zusammenarbeit mit zwei anderen „eMobiGrid“-Partnern zurückblicken: der Firma Richter R&W Steuerungstechnik in Ahorntal und dem Fraunhofer IISB in Erlangen.
Bernd Zeilmann von R&W betont die notwendige Praxistauglichkeit aller zu entwickelnden Lösungen: „Wir werden alle unsere Lösungen auf industrietaugliche Ressourcen ausrichten: speicherprogrammierbare Steuerungen statt Tischrechner, Echtzeitbetriebssysteme statt Windows, Smart-Meter-Gateways statt unsicherer Internetkommunikation.“ Prof. Fischerauer stimmt dieser Ausrichtung des Projekts nachdrücklich zu und sagt: „Es braucht einen Kompromiss zwischen dem ingenieurwissenschaftlich Machbaren und dem praktisch Umsetzbaren. Wir verstehen etwas von Mess- und Regelungstechnik, Optimierungsstrategien oder KI-gestützter Datenauswertung. Aber wenn die entstehenden Lösungen später nicht einfach installiert, parametriert, gewartet und betrieben werden können, wird es nichts mit einer flächendeckenden Energiewende.“
Projektpartner
Die Firma Richter R&W Steuerungstechnik in Ahorntal/Oberfranken hat die Konsortialführerschaft von „eMobiGrid“. Sie wird zusammen mit der Firma eCharge Hardy Barth in Birgland-Schwend/Oberpfalz die systemischen Aufgaben bearbeiten, die sich im Zusammenhang mit einer neu zu konzipierenden Netzverknüpfungseinrichtung stellen. Diese Einrichtung soll es ermöglichen, dass die in verschiedensten Fahrzeugen eingesetzten Batterien Zugang zum gleichen stationären Gleichstromnetz erhalten. Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB in Erlangen befasst sich vor allem mit der erforderlichen Leistungselektronik und der Batterietechnik. Der Lehrstuhl für Mess- und Regeltechnik (MRT), Mitglied im Zentrum für Energietechnik (ZET) der Universität Bayreuth, übernimmt zusammen mit der Firma EnQS in Karlsruhe die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf dem Gebiet der intelligenten Mess- und Automatisierungstechnik.
Förderung
„eMobiGrid“ ist eines von sechs neuen, vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) geförderten Verbundprojekten zum Ausbau der Elektromobilität. Insgesamt werden diese Projekte mit rund zehn Millionen Euro gefördert. Diese Mittel stammen aus der Förderrichtlinie Elektromobilität des BMDV, die von der Nationalen Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW GmbH) mit Sitz in Berlin koordiniert und vom Projektträger Jülich (PTJ) umgesetzt wird.
Foto: Franz Josef
